山口国家级自然保护区位于五大连池市境内，处于嫩江一级支流讷漠尔河上游发源地，其源头位置在小兴安岭西坡余脉向松嫩平原延伸的高海拔山涧沟谷盆地地带。自然保护区西距五大连池市中心的青山镇约59km，距黑河—北安铁路二龙山火车站20km，距黑北202国道22km。西南方向距北安市57km，北、西北与三九六林场接壤，东靠沾河林业局木沟林场，西南与长水河农场的7、11和17分场相接。

　　山口自然保护区座落于讷漠尔河上游河流的主要支流(由北向西顺时针排列顺序)土鲁木河、二更河、木沟河、南北河和老道营等五条河流集水面积的范围内，所跨地域面积99489.9hm2，讷漠尔河全流域集水面积13945km2，坝址集水面积3745km2，约占全流域面积的26.9%；自然保护区面积约为994.9km2，约占坝址集水面积的25.23%；山口自然保护区库容面积为83.5km2，约占自然保护区面积的11.8%，约占坝址集水面积的2.2%。

　　山口自然保护区的山皆包围湖水四周，整个地势北高南低，东高西低。东西两部湖水补水的支流两岸沼泽化明显，河流谷底两岸沼泽发育。保护区的植物区系组成虽不复杂，但也不乏古老原始的成份。区内除分布有第三纪孑遗植物红松、水曲柳、黄檗、胡桃楸等以外，再加以林内的藤本植物，如山葡萄、五味子、狗枣猕猴桃，使保护区的温带针阔混交林具有亚热带景色，同时还伴生有一些“欧亚针叶林区”的寒温带树种，如鱼鳞云杉、红皮云杉、臭冷杉等。此外还有大量冰期残遗植物如毛茛科等古老的孑遗种属发育。

　　由于保护区境内为讷漠尔河上游发源地，山地植被保存良好，人烟稀少，山涧溪流清澈洁净，为山地动物提供了良好的栖息环境，特别是溪流洞栖鸟类如中华秋沙鸭以及许多岸栖之鹬这里的环境对于国家二级保护动物水獭来说是极好的避难所，由于过渡的猎捕和河道污染，水獭的种群数量和分布区急剧减少和缩小，已成为极为濒危的动物。此外，山口湖水域是我国纬度最高的大型水库(库容近10亿m3，水深平均6m)，这为珍贵的冷水性鱼类过冬保种提供了条件，对于我国某些特殊珍贵动物资源的保护具有特殊的地位。